2.1.Общие положения и понятия.

Основным поражающим фактором взрывов является воздушная ударная волна, а ее поражающим параметром – избыточное давление ( Р_Ф). В связи с этим выявление обстановки при взрывах сводится прежде всего к определению величины Р_ф.

Процесс физико-химических превращений взрывчатых соединений и смесей с выделением большого количества энергии называют взрывным горением. Различают два режима взрывного горения: дефлаграционный и детонационный.

При дефлаграционном горении пламя распространяется со скоростью значительно ниже скорости звука, а при детонационном – близкой к скорости звука или превышающей его.

При взрыве указанных выше смесей(ГВС, ГПВС, ПВС) принято выделить две зоны:

1-ая – детонационной волны – в пределах облака ГВС;

2-ая – воздушной ударной волны – за пределами облака ГВС.

В зоне действия детонационной волны избыточное давление (Р_д ) принято считать постоянным и равным 1700 кПа.

Зону действия детонационной волны, ограниченную радиусом r₀, можно определить по формуле:

QК

r₀  10 ---------, м

m_кС

где: Q – количество сжиженных углеводородных газов в помещении до взрыва;

m_к – мольная масса газа, кг/кмоль;

С – стехиометрическая концентрация газа в % по объему;

К – коэффициент, учитывающий долю продукта, участвующего во взрыве. Он может быть в пределах:

К = 1 – для резервуаров с газообразным веществом;

К = 0,6 – для газов, сжиженных под давлением;

К = 0,1 – для газов, сжиженных охлаждением (хранящихся в изотермических емкостях);

К = 0,05 – при аварийном разливе легковоспламеняющихся жидкостей.

Если в данную формулу подставить значения для метана m_к=16 и С=9,45, то получим формулу:

r₀  18,5   К  Q , м.

Данная формула получила широкое распространение при проведении расчетов по определению последствий взрывов для углеводородных газов.

Зона действия воздушной ударной волны (ВУВ) начинается сразу за внешней границей облака ГВС. Давление во фронте этой волны Р_ф зависит от расстояния до центра взрыва r и определяется по табл. 2.1, исходя из соотношения r/r₀:

Р_ф = ψ(r/r₀)

Таблица 2.1

Зависимость избыточного давления P_ф от соотношения r/r_o

r/ro	1,0	1,1	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,5
Pф, кПа	1700	533	396	299	238	195	163	112
r/ro	3,0	3,5	4	5	6	7	8	9
Pф, кПа	82	63	50	38	28	22	18	15
r/ro	10	11	12	13	14	15	20	25
Pф, кПа	13	12	10	9	8	7,8	5,0	4,8

Р_ф во фронте ВУВ на расстоянии r можно рассчитать как функцию  по формулам, приведенным в табл.2.2.

Таблица 2.2

1,5 <  < 4,5	Pф = 528   ^-1,7, кПа
 > 4,5	Pф = 91   ^-1 + 321   ^-2 + 870   ^-3, кПа

При выявлении обстановки при авариях со взрывом принято выделять четыре зоны:

полных разрушений (Р_ф  50 кПа);

сильных разрушений (30 Р_ф  50 кПа);

средних разрушений (20 Р_ф  30 кПа);

слабых разрушений (10 Р_ф  20 кПа.

Все указанные зоны находятся в пределах действия воздушной ударной волны при взрывах ГВС, ГПВС и ПВС. В связи с этим, после расчета избыточного давления Р_ф на различных расстояниях от центра взрыва, на план объекта наносятся зоны с радиусом соответственно равными 50; 30; 20; 10 кПа. Затем по величине Р_ф в районе зданий (сооружений) объекта определяют по табл. 2.3 степень их разрушения, а по табл. 2.4 характеристику степени разрушения зданий.

Таблица 2.3

Значения избыточного давления ударной волны P_ф, вызывающие

различные степени разрушения объектов.

Наименование объекта	Pф (кПа), вызывающее разрушение
	слабое	среднее	сильное
Здания бескаркасные, кирпичные	10 – 20	20 – 30	30 – 50
Административные здания с металлическим каркасом	20 – 30	30 – 40	40 – 50
Промышленные здания с железобетонным каркасом и стенами	25 – 35	35 – 50	50 – 70

Таблица 2.4

Характер разрушений промышленных объектов воздушной ударной волной

Степень разрушения	Характер разрушений
Слабое	Разрушение части вспомогательных цехов, отдельных участков технологических коммуникаций; в цехах повреждения крыш, перегородок, коммуникаций, элементов АСУ
Среднее	Разрушение части технологических цехов, повреждение коммуникаций (энерго- и водоснабжения), разрушение части оборудования
Сильное	Разрушение большей части технологических цехов и основного технологического оборудования
Полное	Уничтожение всех основных цехов и энергетических установок

О степени разрушения здания в целом судят по характеру разрушения отдельных его элементов (см. табл. 2.5). Если Р_ф  Р_{ф кр} (критическое значение давления), то элемент считается вышедшим из строя.

Таблица 2.5

Критические избыточные давления (Р_{ф кр}) для элементов здания

Разрушаемые элементы здания	Значения Рф кр, кПа
Остекление	5
Перегородки, рамы, двери	12
Перекрытия	15
Панельные стены	30
Кирпичные стены (2 кирпича) и блочные стены	50
Металлические колонны	70
Железобетонные колонны	90